As artificial intelligence technology is actively used in image processing, it is possible to generate high-quality fake images based on deep learning. Fake images generated using GAN(Generative Adversarial Network), one of unsupervised learning algorithms, have reached levels that are hard to discriminate from the naked eye. Detecting these fake images is required as they can be abused for crimes such as illegal content production, identity fraud and defamation. In this paper, we develop a deep-learning model based on CNN(Convolutional Neural Network) for the detection of StyleGAN fake images. StyleGAN is one of GAN algorithms and has an excellent performance in generating face images. We experiment with 48 number of experimental scenarios developed by combining parameters of the proposed model. We train and test each scenario with 300,000 number of real and fake face images in order to present a model parameter that improves performance in the detection of fake faces.
The deployment of advanced structural health monitoring (SHM) systems in large-scale civil structures collects large amounts of data. Note that these data may contain multiple types of anomalies (e.g., missing, minor, outlier, etc.) caused by harsh environment, sensor faults, transfer omission and other factors. These anomalies seriously affect the evaluation of structural performance. Therefore, the effective analysis and mining of SHM data is an extremely important task. Inspired by the deep learning paradigm, this study develops a novel generative adversarial network (GAN) and convolutional neural network (CNN)-based data anomaly detection approach for SHM. The framework of the proposed approach includes three modules : (a) A three-channel input is established based on fast Fourier transform (FFT) and Gramian angular field (GAF) method; (b) A GANomaly is introduced and trained to extract features from normal samples alone for class-imbalanced problems; (c) Based on the output of GANomaly, a CNN is employed to distinguish the types of anomalies. In addition, a dataset-oriented method (i.e., multistage sampling) is adopted to obtain the optimal sampling ratios between all different samples. The proposed approach is tested with acceleration data from an SHM system of a long-span bridge. The results show that the proposed approach has a higher accuracy in detecting the multi-pattern anomalies of SHM data.
Abdul Raheem;Zhen Yang;Haiyang Yu;Muhammad Yaqub;Fahad Sabah;Shahzad Ahmed;Malik Abdul Manan;Imran Shabir Chuhan
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.18
no.9
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pp.2589-2604
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2024
Brain tumors, characterized by uncontrollable cellular growths, are a significant global health challenge. Navigating the complexities of tumor identification due to their varied dimensions and positions, our research introduces enhanced methods for precise detection. Utilizing advanced learning techniques, we've improved early identification by preprocessing clinical dataset-derived images, augmenting them via a Generative Adversarial Network, and applying an Improved Privacy-Preserving Collaborative Convolutional Neural Network (IPC-CNN) for segmentation. Recognizing the critical importance of data security in today's digital era, our framework emphasizes the preservation of patient privacy. We evaluated the performance of our proposed model on the Figshare and BRATS 2018 datasets. By facilitating a collaborative model training environment across multiple healthcare institutions, we harness the power of distributed computing to securely aggregate model updates, ensuring individual data protection while leveraging collective expertise. Our IPC-CNN model achieved an accuracy of 99.40%, marking a notable advancement in brain tumor classification and offering invaluable insights for both the medical imaging and machine learning communities.
The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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v.12
no.6
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pp.629-635
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2019
In Deep Learning models derivative is implemented by error back-propagation which enables the model to learn the error and update parameters. It can find the global (or local) optimal points of parameters even in the complex models taking advantage of a huge improvement in computing power. However, deliberately generated data points can 'fool' models and degrade the performance such as prediction accuracy. Not only these adversarial examples reduce the performance but also these examples are not easily detectable with human's eyes. In this work, we propose the method to detect adversarial datasets with random noise addition. We exploit the fact that when random noise is added, prediction accuracy of non-adversarial dataset remains almost unchanged, but that of adversarial dataset changes. We set attack methods (FGSM, Saliency Map) and noise level (0-19 with max pixel value 255) as independent variables and difference of prediction accuracy when noise was added as dependent variable in a simulation experiment. We have succeeded in extracting the threshold that separates non-adversarial and adversarial dataset. We detected the adversarial dataset using this threshold.
Deep learning models based on generative adversarial neural networks are specialized in generating new information based on learned information. The deep generative models (DGMR) model developed by Google DeepMind is an generative adversarial neural network model that generates predictive radar images by learning complex patterns and relationships in large-scale radar image data. In this study, the DGMR model was trained using radar rainfall observation data from the Ministry of Environment, and rainfall prediction was performed using an generative adversarial neural network for a heavy rainfall case in August 2021, and the accuracy was compared with existing prediction techniques. The DGMR generally resembled the observed rainfall in terms of rainfall distribution in the first 60 minutes, but tended to predict a continuous development of rainfall in cases where strong rainfall occurred over the entire area. Statistical evaluation also showed that the DGMR method is an effective rainfall prediction method compared to other methods, with a critical success index of 0.57 to 0.79 and a mean absolute error of 0.57 to 1.36 mm in 1 hour advance prediction. However, the lack of diversity in the generated results sometimes reduces the prediction accuracy, so it is necessary to improve the diversity and to supplement it with rainfall data predicted by a physics-based numerical forecast model to improve the accuracy of the forecast for more than 2 hours in advance.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.25
no.9
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pp.1271-1274
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2021
RF fingerprinting based on deep learning (DL) has gained interests as a means to improve the security of near field communication (NFC) by allowing identification of NFC tags based on unique physical characteristics. To achieve high accuracy in the identification of NFC tags, it is crucial to utilize a large number of training data, however it is hard to collect such dataset in practice. In this study, we have provided new methodology to generate RF waveform from NFC tags, i.e., data augmentation, based on a conditional generative adversarial network (CGAN). By using the RF waveform of NFC tags which is collected from the testbed with software defined radio (SDR), we have confirmed that the realistic RF waveform can be generated through our proposed scheme.
In a face, there is much information of person's identity. Because of this property, various tasks such as expression recognition, identity recognition and deepfake have been actively conducted. Most of them use the exact frontal view of the given face. However, various directions of the face can be observed rather than the exact frontal image in real situation. The profile (side view) lacks information when comparing with the frontal view image. Therefore, if we can generate the frontal face from other directions, we can obtain more information on the given face. In this paper, we propose a combined style model based the conditional generative adversarial network (cGAN) for generating the frontal face from multi-view images that consist of characteristics that not only includes the style around the face (hair and beard) but also detailed areas (eye, nose, and mouth).
To inspect the power facility faults using artificial intelligence, it need that improve the accuracy of the diagnostic model are required. Data augmentation skill using generative adversarial network (GAN) is one of the best ways to improve deep learning performance. GAN model can create realistic-looking fake images using two competitive learning networks such as discriminator and generator. In this study, we intend to verify the effectiveness of virtual data generation technology by including the fake image of power facility generated through GAN in the deep learning training set. The GAN-based fake image was created for damage of LP insulator, and ResNet based normal and defect classification model was developed to verify the effect. Through this, we analyzed the model accuracy according to the ratio of normal and defective training data.
Kim, Taeha;Yang, Seongyeop;Kang, Byeongkeun;Lee, Yeejin
Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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2021.06a
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pp.10-13
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2021
본 논문에서는 과다 노출된 영상을 영상 간 변환(Image-to-Image Translation)을 위해 설계된 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network)을 활용하여 복원하는 연구를 수행한다. 과다 노출 복원을 위한 기존의 연구에서 과다 노출 영역 판별, 밝기 회복, 색상 보정 과정을 거치는데, 영상 내 과다 노출 영역을 판별하는 과정에서 임의로 결정하는 파라미터에 의해 복원된 영상 결과가 달라지는 한계점을 극복하기 위해 종단간(End-to-End) 신경망을 학습시켜 과다 노출 영역을 별도의 파라미터 선택과 분할된 과정 없이 한 번에 복원하는 방법을 제안한다. 영상 간 변환 신경망 학습에 필요한 과다 노출 여부로 도메인이 분할된 데이터셋은 게임 소프트웨어를 활용하여 만들어 사용하였다. 본 연구에서는 신경망이 생성한 영상이 실제로 과다 노출 영역을 탐지하여 복원하는 것을 확인하였다. 그리고 과다 노출 영역을 탐지하여 복원하는 과정을 학습 단계별로 확인함으로써 신경망이 실제로 과다 노출 복원 과정을 학습함을 보였다.
Ghost imaging (GI) technology is developing rapidly, but there are inevitably some limitations such as the influence of atmospheric turbulence. In this paper, we study a ghost imaging system in atmospheric turbulence and use a gamma-gamma (GG) model to simulate the medium to strong range of turbulence distribution. With a compressed sensing (CS) algorithm and generative adversarial network (GAN), the image can be restored well. We analyze the performance of correlation imaging, the influence of atmospheric turbulence and the restoration algorithm's effects. The restored image's peak signal-to-noise ratio (PSNR) and structural similarity index map (SSIM) increased to 21.9 dB and 0.67 dB, respectively. This proves that deep learning (DL) methods can restore a distorted image well, and it has specific significance for computational imaging in noisy and fuzzy environments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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